應(yīng)用案例

　　目前血糖檢測技術(shù)主要有3類，分別為：有創(chuàng)血糖檢測技術(shù)、微創(chuàng)血糖檢測技術(shù)和無創(chuàng)血糖檢測技術(shù)，其中有創(chuàng)血糖檢測即常見的采血檢驗，多用于醫(yī)院中血液常規(guī)檢測，是目前應(yīng)用最廣、技術(shù)最為成熟的技術(shù)。但由于頻繁地采血存在傷口感染的風險，因此血糖檢測技術(shù)從有創(chuàng)血糖檢測逐漸向微創(chuàng)/無創(chuàng)血糖檢測技術(shù)發(fā)展。

　　實驗名稱：光聲血糖信號采集系統(tǒng)設(shè)計與實驗

　　實驗原理：基于光聲效應(yīng)：血糖分子在波長1064nm的單波長脈沖激光激勵下受熱膨脹，產(chǎn)生超聲波（即光聲血糖信號）；通過聚焦超聲探頭接收該超聲波，將其轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)信號放大、數(shù)據(jù)采集完成信號獲取。核心理論驗證依據(jù)：需滿足激光脈寬遠小于熱弛豫時間和應(yīng)力松弛時間，確保激光能量全部轉(zhuǎn)換為光聲信號能量；同時通過計算光斑峰值功率密度，驗證信號強度足以被探測。

　　實驗框圖：

　　實驗實拍圖：

　　實驗過程：

　　系統(tǒng)搭建：

　　光學部分：脈沖激光器→耦合透鏡→多模光纖→物鏡；

　　聲學部分：塑料管→聚焦超聲探頭→前置信號放大器（增益60dB，放大微弱信號）→數(shù)據(jù)采集卡。

　　溶液配置：用高精度電子天平配置不同濃度葡萄糖溶液（0~435.6mg/dL），通過有創(chuàng)血糖儀（三諾GA-3）校準實際濃度。

　　信號采集：

　　向光聲池滴加待測溶液，調(diào)整激光垂直入射液面；

　　記錄示波器上的光聲信號，吸出溶液后用有創(chuàng)血糖儀測濃度并記錄；

　　重復操作，最終獲取192個有效光聲信號樣本，并通過“以純水信號為基準歸一化”校正多次實驗差異。

　　應(yīng)用方向：

　　基于時頻特征的算法（S變換+Teager-Kaiser主能量）

　　基于波形特征的算法（受迫振動方程+證據(jù)回歸）

　　基于自相似焦元的證據(jù)融合算法，生物醫(yī)學工程研究，信號處理教學案例，后續(xù)技術(shù)迭代基礎(chǔ)

　　產(chǎn)品推薦：ATA-5000系列前置微小信號放大器

　　圖：ATA-5000系列前置微小信號放大器指標參數(shù)

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